SPOROGONIE

Synon5'mes : Cycle coccidien ; Cycle sporulé ; Sporulation exogène.

A la schizogonie, qui est une phase d'évolution asexuelle, succède une phase d'évolutioii sexuelle ou sporogonie. C'est elle qui assure l'hétéro-infection, c'est-à-dire la propagation de l'infection d'un animal à un autre. Pour la bien comprendre, rapportons-nous en à l'infection artificielle : (voir page 28)

Cinq jours après l'infection artificielle du mille pattes, c'est-à-dire après la formation de plusieurs générations de mérozoïtes, on constate que ceux-ci évoluent dans trois dii"ections bien différentes. Les uns (fig. 16. VIII) s'accroissent rapidement pour former des schizontes, et donner lieu à une génération nouvelle de mérozoïtes, évolution que nous avons décrite dans le paragraphe précédent. D'autres (fig. 16. X) s'accroissent, au contraire, lentement et contiennent peu de substance nutritive de réserve. Leur protoplasme finement granuleux renferme de très fines vacuoles. Ce sont les microgamétocytes ou microgamétoblastes dont chaque individu va former un grand nombre de microgamètes ou éléments sexuels mâles. D'autres enfin, (fig. 16. IX) qui, eux aussi, se développent lentement, mais en accumulant dans leur protoplasme de grandes quantités de matières nutritives, sous forme de granulations nombreuses, grosses et très réfringentes. Chacun de ces derniers formera un seul élément femelle ou macrogamète.

Le microgamétocyte. (fig. 16. XIP, XIP, XIP)

Nous savons déjà que le mérozoïte qui va devenir schizonte transforme la structure de la zone postérieure de son protoplasme, laquelle devient alvéolaire et identique à la zône antérieure. Le protoplasme du mérozoïte qui va devenir microgamétocyte, au contraire, devient finement granuleux, tout en présentant une structure finement alvéolaire. "Ces fines granulations sont disposées tout le long du réseau formé par les parois des alvéoles, parois qui sont plus épaisses que celles des alvéoles de la schizonte.

Quand le microgamétocyte est arrivé à un certain développement, le karyosome pâlit, et se distingue alors à peine, du reste

du noyau. Cette transformation s'observe même sur le vivant, et dure ■ de 1/2 h. à 3/4 d'heure. Puis le noyau, à son tour, perd ses limites, et se confond avec la masse protoplasmique dans laquelle il envoie de fins prolongements. C'est en suivant ces prolongements,

que les granulations chromatiques du noyau émigrent ensuite dans le protoplasme.

Pour la facilité du lecteur, nous insérons les magnifiques figures que Siedlecki a publiées dans les Annales de l'Institut Pasteur, dans son étude sur la coccidie de la seiche.

Cette émigration est assez facile à observer, et dure peu de temps.

C'est ainsi qu'un quart d'heure après la fonte du noyau, on aperçoit déjà à la surface de la cellule, de petits corpuscules qui sont pâles d'abord, puis deviennent de plus en plus réfringents. Au bout d'une demi heure, ces corpuscules ont considérablement augmenté en nombre ; ils se réunissent en petits groupes, et s'étendent finalement entre les grosses alvéoles du protoplasme, en formant de longs et sinueux méandres, (fig. i)

Le parasite ne reste pas longtemps dans cet état. Comme sa vie ne se prolonge pas au delà de deux heures dans une préparation, il faut, pour observer la suite de l'évolution, sacrifier un autre mille pattes, faire une nouvelle préparation, et y chercher les figures arrivées au stade de développement que nous venons de décrire en dernier heu. Bientôt, les rangéesde granulations disposées en méandres se rapprochent petit à petit, pour former en certains endroits de gros amas. On voit alors à la surface

Fiff. I.

Benedenia octopiana Répartition de la chromatine à la surface du microgamétocj'te (d'après Siedlecki)

Fiff. 2.

Benedenia octopiana Condensation de la chromatine préparatoire à la formation des noyaux des microgamètes, (d'après Siedlecki)

Fig. 5. Fig. 5.

Pédiculisation des microga- Allongement des noj'aux des

mètes. microgamètes.

Fig. 7.

Microgamètes mûrs à la surface de la sphère de reliquat.

Formation des microgamètes de la coccidie de la Seiche (Benedenia octopiana) d'après Siedlecki. — Annales de rins'itut Pasteur, aS décembre 1S98.

- ig —

de la cellule un grand nombre de corpuscules réfringents qui représentent autant de noyaux filles, (fig. 2) Autour de chacun de ces noyaux, s'accumule une couche de protoplasme hyahn, en sorte que la cellule se trouve bientôt hérissée d'autant de bosselures qu'il y a de noyaux (fig. 16. XII'). Après l'émigration de ces noyaux à la périphérie du protoplasme, la partie centrale de celui-ci s'en trouve complètement dépourvue, (fig. 3 et 4)

Ce processus de multiplication nucléaire aboutissant à la formation des noyaux filles a exigé environ six heures.

Le microgamétocyte reste ainsi quelque temps au repos. Puis, tout doucement, on voit les noyaux périphériques s'allonger et s'amincir, en même temps qu'ils s'incurvent en virgules et s'entourent d'une faible couche de protoplasme hyalin (fig. 5 et 6). Des deux extrémités antérieure et postérieure de leur protoplasme, naissent bientôt deux longs fiagellums qui s'agitent aussitôt, lentement d'abord, et plus tard d'une façon si désordonnée qu'ils finissent par détacher ce nouvel organisme du microgamétocyte. Le microgamète est dès lors constitué (fig. 7). Bien entendu, tous les microgamètes ne se détachent pas au même momen^t, pour ce motif qu'ils ne se développent pas tous également vite. Une fois libres, ils frétillent dans l'étroit espace qu'ils occupent entre la cellule parasitée et le protoplasme de reliquat. Finalement, la cellule épithéliale crève, mettant en liberté dans la lumière intestinale, les microgamètes et le protoplasme résiduel qui va se désagréger.

Les différents stades de la formation des microgamètes peuvent s'observer sur des préparations vivantes ; mais cette observation est rendue plus facile et plus claire par l'emploi des procédés de coloration.

Le microgamète.

Les microgamètes sont des organismes allongés, ayant de 6 à 7 yu, de longueur sur i yu, de largeur. Ils sont légèrement incurvés, falciformes. Leur extrémité antérieure est plus réfringente, et de consistance plus dense que l'extrémité postérieure. De l'extrémité antérieure, et en dedans de la concavité de la gamète, naît un grand flagellum atteignant au moins deux fois la longueur du corps de la gamète. De l'extrémité postérieure, naît un autre flagellum, plus court que le premier.

Le corps du microgaméte est presqu'exclusivement formé de substance chromatique, ce qui tient à la taille relativement considérable de son noyau. C'est à peine, en effet, que ce noyau se trouve entouré d'une mince couche de protoplasme. Celui-ci constitue, au contraire, les deux flagellums et les deux extrémités antérieure et postérieure du corps de la gamète.

Les microgamètes sont tantôt étendus, tantôt recourbés en U ; mais en général, leur incurvation est rarement très prononcée.

Ils se déplacent avec une agilité extraordinaire. Il est merveilleux de voir la facilité avec laquelle ils pénètrent dans une cellule épithéliale et traversent son protoplasme ; plus merveilleux encore d'observer la façon avec laquelle ils se précipitent vers la macrogamète convoitée.

Pour avancer, le microgamète tourne constamment sur luimême. Cette rotation lui est communiquée par les mouvements ondulatoires du flagellum antérieur, dirigé en arrière. Quant au flagellum postérieur, il ne semble pas être destiné à la progression ; c'est un gouvernail qui préside à la direction de la gamète.

Les flagellums des microgamètes ont été découverts et décrits en premier lieu par Léger, professeur à l'Université de Grenoble, chez d'autres espèces de coccidies. Nous reproduisons ci-dessus une des figures de ce savant.

Les microgamètes ont les plus grandes ressemblances avec les spermatozoïdes.

Fig. 8

Microgamètes libres d'Echimospora, représentés en mouvement pour mettre en évidence les deux flagellums c. D'après Léger.

vers

La macrogamète. (fig. i6. Xla, Xlb, XIc)

Passons maintenant à la troisième des formes laquelle le mérozoïte peut évoluer après sa pénétration dans une cellule d'épithélium intestinal ; c'est-à-dire à l'étude de la macrogamète, ou élément sexuel femelle.

La macrogamète (fig. XP) présente une structure quelque peu analogue à celle de la schizonte, en ce sens que son protoplasme renferme comme celui de la schizonte des alvéoles larges de i 1/2 /i. à 2 /i de diamètre, remplies de liquide. Ce protoplasme se charge en outre, de deux sortes de granulations, les unes grosses, globuleuses, réfringentes, se colorant par l'éosine, et qui sont des matières nutritives de réserve ; les autres très petites, se colorant par l'hématoxyline. L'accumulation de ces granulations commence très tôt, et se fait d'abord autour du noyau, puis aux deux pôles de la cellule.

Ainsi, la macrogamète se laisse assez facilement distinguer du microgamètocyte par sa structure alvéolaire. En outre, la macrogamète prend en s'agrandissant une forme de plus en plus ovalaire, jusqu'à devenir réniforme ; le microgamétocyte et la schizonte, au contraire, s'accroissent surtout en largeur et prennent rapidement une forme sphérique. Enfin, un mérozoïte ne donne naissance qu'à, une seule macrogamète, tandis que le mérozoïte qui engendrera le microgamétocyte donnera naissance à un grand nombre d'éléments mâles.

Quant au noyau de la macrogamète adulte, il a tout à fait la même structure que celui de la schizonte.

La maturation de la macrogamète peut très bien s'observer au microscope, dans ses différents stades. Ceux-ci se retrouvent généralement tous dans une même préparation ; et à chacun d'eux correspondent certaines modifications notables de la gamète. On en verra qui ont la forme de haricots, et présentent un noyau finement granuleux et clair, à karysome central ; ce sont des macrogamètes non mûres. A côté, on en verra qui ont acquis une forme sphérique, mais qui n'ont plus de karyosome : ce sont les macrogamètes mûres. Et entre ces deux formes, on trouvera toutes les formes transitoires.

La succession des phénomènes delà maturation de la macrogamète dure de i 1/2 h. à 2 heures, et s'observe de la façon suivante : La macrogamète, subit en grandissant, certaines modifications qui aboutissent à l'expulsion de son karyosome. La gamète après s'être

successivement incurvée et étendue plusieurs fois, se raccourcit et s'élargit graduellement de façon à acquérir insensiblement une forme sphérique. Entretemps, le karyosome, de central qu'il était, a gagné lentement la périphérie du noyau ; au moment où il arrive en contact avec le protoplasme, il fait explosion, se divisant ainsi en un grand nombre de particules sphériques (fig. i6. XIc) qui sont violemment projetées à travers le protoplasme de la macrogamète jusque dans le protoplasme de la cellule hôte. Sa force d'expansion est parfois telle que quelques unes de ces particules parviennent jusque dans le tractus intestinal du lithobius. Après l'expulsion du karyosome, le noyau perd généralement ses contours et disparaît plus ou moins dans le protoplasme ; seulement, cette disparition n'est pas définitive ; le noyau réapparaît, en effet, à la périphérie du protoplasme, sous forme de vésicule arrondie, aussitôt après la cessation des contractions, et alors que la macrogamète a déjà acquis sa forme sphérique définitive (fig. i6. XIII). La maturation est alors définitivement accomphe, et la gamète est prête à être fécondée. Il est rare qu'on la trouve dans cet état, encore prisonnière dans une cellule hôte. Ses contractions successives ont généralement réussi à la libérer, et on la rencontre le plus souvent, flottant dans le contenu intestinal du mille pattes.

Fécondation de la macrogamète (fig. i6. XIII).

. L'acte de la fécondation, chez les coccidies, est un des spectacles les plus attrayants qu'il soit donné à un observateur de pouvoir suivre sous la lentille du microscope. Rien de plus curieux que les évolutions serpentines de de cet essaim de jeunes éléments mâles passant indifférents à côté de certaines macrogamètes, se précipitant au contraire en ligne droite et en bandes d'environ douze à quatorze, à la rencontre de certaines autres qui semblent particulièrement convoitées ; ce sont celles qui ont déjà expulsé leur karyosome. Quant on les voit frétillant autour d'elles, dans une agitation que rien n'arrête, se heurtant et se repoussant en tous sens, on devine bien en eux l'existence de cette force sublime qu'est l'instinct, et qui les anime tout entiers du désir et du besoin de la procréation. Cet instinct, nous devons le subordonner, sur terrain scientifique, à une force qu'il a été convenu d'appeler ici action chemiotactique, action qui est déterminée par l'appel

des gouttelettes du karyosome éparpillées autour du protoplasme de la macrogamète. Et cette force est si puissante, qu'alors même que la macrogamète se trouve encore prisonnière dans une cellule épithéliale, les microgamètes ont vite fait de traverser celle-ci pour arriver en contact avec elle. Après avoir évolué quelque temps tout autour de la gamète femelle, on voit bientôt tous les microgamètes s'assembler, leur extrémité antérieure dirigée vers un même point de la cellule. Ici s'engage une véritable lutte, qui doit décider de la vie ou de la mort des éléments flagellés ; lutte bien inégale si l'on songe que sur tant d'appelés il n'}^ avira qu'un seul élu. (fîg. 9)

Tandis que les éléments mâles semblent se disputer ainsi le choix de la meilleure place, on voit la macrogamète se soulever lentement en une petite saillie, par le point de sa surface qui est le plus proche du noj^au (fig. 16. XIII) ; point qui correspond précisément à celui que semblent convoiter les jeunes microgamètes. Cette saiUie, qui est constituée par du protoplasme hyalin, s'anime bientôt de mouvements amiboïdes très lents, que pour bien observer, il faut voir à un fort grossissement, et en diaphragmant fortement. La lutte des éléments mâles devient de plus en plus âpre jusqu'au moment où l'un d'eux réussit à toucher le mammelon ; celui-ci, aussitôt se rétracte en un infundibulum (micropyle) entraînant ainsi le microgamète à l'intérieur de la macrogamète. Puis, le micropyle se comble par un bouchon d'une substance réfringente, tandis que la macrogamète cherche à se mettre à l'abri des attaques des autres éléments mâles, en s'entourant d'une membrane.

Dès ce moment, la fécondation est accomplie. La macrogamète est passée à l'état de coptila. (fig. 16. XIV)

Quant aux microgamètes non élus, ils semblent perdre rapidement toute force vitale. Leurs mouvements se ralentissent, et ils ne

Fig. 9 Benedenia octopiana Macrogamète avant la fécondation, (d'après Siedlecki)

tardent pas à mourir, en s'agglutinant en une masse irréguliére de chromatine qui reste longtemps adhérer à la membrane.

Pour résumer, disons qu'on peut distinguer dans l'acte de la fécondation trois périodes : la première débute par l'expulsion du karyosome, expulsion à la suite de laquelle les microgamétes sont attirés, et entourent au nombre de dix à quinze toute la périphérie de la macrogamète. Celle-ci, d'ovalaire est devenue sphérique. Cette période est longue d'environ une demi heure.

La 2e période est caractérisée par la migration périphérique du noyau, lequel attire tous les microgamètes vers le mammelon qui le surmonte. C'est la période de formation du mammelon. Les deux premières périodes réunies durent environ une heure.

Fig'. lo Benedenia oclopiana Le microgaméte a pénétré dans la macrogamète, et s'est transformé en un réseau chromatique situé à un pôle du noyau femelle qui, à l'autre pôle, se termine par une sorte de queue.

Formation d'une membrane kystique autour de la copula.

(d'après Siedlecki)

Fig.

TI

Benedenia oclopiana Mélange complet des chromatines mâle et femelle, (d'après Siedlecki)

Enfin, la 3" période nous montre la pénétration du microgamète.

Après sa pénétration, (fig. lo et i6 XIV) le microgamète arrive au contact du noyau de la macrogamète ; seulement, les deux substances chromatiques ne se fusionnent pas d'emblée. Celle du microgamète se transforme en un corpuscule compact, irrégulier et réfringent — se colorant fortement — et qui se dépose à la surface du noyau de la macrogamète. Celui-ci, entre-

temps, s'allonge en fuseau (fig. n) puis, petit à petit, très lentement, les deux noyaux se confondent pour former un grand noyau fusiforme, formé par un fuseau de filaments de chromatine qui parcourent la copula d'un pôle à l'autre. La copula reste dans cet état pendant vingt quatre heures, (fig. i6 XV)

L'ookyste,

Après un jour de repos, c'est-à-dire, un jour après la fécondation, le noyau se ramasse sur lui-même, (fig. 12) et se porte au centre de la cellule. Entretemps, la membrane d'enveloppe s'est

Fig-. 12 Benedenia octopiana Stade plus avancé que celui de la fig. II.

(d'après Siedlecki)

Fig. i3 Benedenia octopiana Première division nucléaire, (d'après Siedlecki)

considérablement épaissie, transformant la macrogamète fécondée en un véritable kyste appelé ookyste, dont le contenu protoplasmique sphérique se nomme sporonte.

C'est généralement à l'état d'ookyste que les parasites quittent le tube digestif du mille pattes, entraînés par les matières excrémentitielles. Les premiers d'entr'eux apparaissent généralement à l'extérieur vers le 7e jour de l'infection.

Le sporoblaste.

Bientôt le noyau s'allonge, (fig. 16. XVI et fig. 1 3) s'étrangle, et se divise en deux parties égales ; les deux noyaux filles

font de même, mais opèrent leur étranglement suivant un plan perpendiculaire au premier plan de division ; quatre noyaux sont ainsi constitués (fig. i6. XVII). Dans l'entretemps, le protoplasme s'est contracté et s'est écarté de la paroi de l'ookyste; cette contraction a amené l'expression d'un liquide qui va remplir l'espace devenu libre entre la paroi du kyste et le protoplasme. On voit alors celui-ci s'animer doucement, présenter à sa surface de légers mouvements amiboïdes ; il se divise à son tour, entourant simultanément et séparément les quatre noyaux, et laissant au centre du kyste une sphère de reliquat. Le protoplasme primitif de la sporonte se trouve ainsi divisé en quatre ^quadrants contenant chacun, en leur centre, un noyau. Ce sont quatre sporoblasies. (fig. 14 A). La formation du sporoblaste dure quatre heures.

Fig. 14

Développement des sporozoïtes observé à l'état vivant chez le Cocciditim Schibergi, d'après Schaudinn. — A,' B, formation des sporoblastes ; C-G, formation des sporozoïtes ; H, éclosion des sporozoïtes. — A-B X 1000 ; C-HX i5oo.

Extrait de la brochure : Les Coccidies, par Blanchard.

Le sporocyste.

Les sporoblastes s'allongent et deviennent elliptiques ; ils s'entourent en même temps d'une double membrane : l'une externe, épaisse ; l'autre interne et très réfringente. Cette

membrane interne se moule intimement sur le sporoblaste qui s'est transformé ainsi en sporocyste. (fig. i6. XVIII) •

Le sporozoïte.

Au cours dé la division nucléaire de. la sporonte,

on observe que les granulations, protoplasiiiiques disparaissent petit à petit, et sont remplacés par des gouttelettes très claires et très nombreuses. Un certain nombre d^ces gouttelettes se fusionnent de façon à former huit vésicules (fig. 14 B) qui vont se grouper par deux auprès de chaque noyau fille ; chaque vésicule allant se placer près d'un des pôles du sporocyste (fig. 14 C). On observe en même temps un allongement du noyau qui se divise par dédoublement en deux parties égales ; (fig. 14 D) chacune de ces moitiés se porte vers le pôle correspondant du sporocyste, y délogeant les deux vésicules, qui viennent se fusionner au centre en une seule, (fig. 14 E et F) Le protoplasme intervient enfin à son tour, se divise en deux parties égales dans le sens de son plus grand axe, donnant amsi naissance aux deux sporozoïtes, et à une sphère de reliquat qui disparaît rapidement, (fig. 16. XIX et fig. 14 G)

La formation des sporozoïtes dure environ dix heures. Elle termine le cycle évolutif de la coccidie.

De l'étude du cycle sexuel de la coccidie, nous pouvons conclure que la caractéristique de la sporogonie est une copulation ; cette copulation est absolument identique à celle de l'œuf et du spermatozoïde des mammifères. Le but de la sporogonie est comme nous le verrons plus loin, de déterminer l'infection d'animaux sains, c'est-àdire de produire une hétéro-infection.

§3. INFECTION DU LITHOBIUS.

Supposons un sporocyste contenant ses deux sporozoïtes, arrivant, mêlé à quelque aliment, dans le tube digestif d'un lithobius sain, La membrane du sporocyste va rapidement se dissoudre sous l'action des sucs digestifs ; et les deux sporozoïtes seront ainsi mis en liberté, (fig. 14 H et fig. 16 XX) Ces sporozoïtes pénétreront dans des

cellules épithéliales de l'intestin, et y évolueront en donnant naissance à plusieurs générations de mérozoïtes.

En captivité, et lorsqu'ils sont pressés par la faim, les lithobius s'entredévorent ; l'infection peut, de cette façon, passer de l'un à l'autre. Mais en liberté, le lithobius se nourrit surtout de petits crustacés du genre cloporte (oniscus et porcellio). Ces crustacés se rencontrent en compagnie des mille pattes, dans les endroits humides, sous les pierres et les vieilles planches. Ils mangent les excréments des lithobius, sans pour cela s'infecter ; c'est qu'en effet, ses sucs digestifs ne sont pas aptes à dissoudre la membrane de la sporonte ou du sporocyste, et le parasite traverse le tractus digestif comme un corps étranger. Par contre, le lithobius qui se repaîtra de ces cloportes infectés, sera infecté à son tour. C'est là d'ailleurs son mode général d'infection ; car jamais un lithobius ne mange ses propres excréments ou ceux d'un autre lithobius.